1 山东省科学院海洋仪器仪表研究所,山东 青岛 266001
2 四川大学物理系,成都 610064
为了对离轴激光雷达的近场信号进行校正,本文根据离轴激光雷达重叠因子的定义,利用高斯光束光强的解析传输公式,并考虑到离轴激光雷达系统激光分布与望远镜视场的五种关系,得到了利用雷达系统参数表示的离轴激光雷达重叠因子的解析计算公式。基于该公式对澳门地区雷达回波信号进行了校正和反演,所得结果证明了解析公式的有效性。利用解析公式通过数值计算方法详细研究了雷达系统参数对离轴激光雷达重叠因子的影响,该结果对激光雷达系统设计具有一定的参考价值。
离轴激光雷达 重叠因子 激光分布 望远镜视场 off-axis lidar overlap factor laser distribution telescope field of view
1 四川大学物理科学与技术学院， 四川 成都610064
2 澳门科技大学资讯科技学院激光雷达联合实验室， 中国 澳门
3 澳门地球物理暨气象局， 中国 澳门
研制了一台工作波长为355 nm的紫外高能Mie散射激光雷达， 并利用该激光雷达在2010年一次沙尘暴事件期间对澳门上空的大气进行了探测， 得到了澳门地区不同时刻的气溶胶消光系数垂直廓线。 利用Fernald方法反演得到的气溶胶近地面消光系数随时间的变化与当地气象数据具有较好的一致性， 气溶胶消光系数与当地可吸入颗粒物浓度的相关性达到了0.93。 气溶胶垂直廓线显示， 在沙尘暴来临期间存在明显的沙尘气溶胶凝集层。 通过气溶胶轨迹倒推， 分析了沙尘气溶胶的来源及路径。 观测结果表明， 该激光雷达可以在特殊天气条件下对澳门地区气溶胶进行有效探测， 这将有助于深化对澳门上空气溶胶特性的研究。
激光雷达 沙尘暴 气溶胶 消光系数 Lidar Dust storm Aerosol Extinction coefficient
1 地球物理暨气象局, 澳门
2 澳门科技大学, 澳门
3 四川大学物理系, 成都610064
测量都市上空气溶胶浓度分布的最方便方法是水平米散射激光雷达。因激光雷达是主动遥感监测系统, 其测量距离可达到几公里, 而且具有高时空分辨率的特点。同时, 其设计也可以达到激光安全标准。本研究所用的激光雷达系统是安装在海拔118米高的山上。在观测时可以测量稠密市区上空的气溶胶分布与及监察从发电厂排放出的微粒。本文介绍这激光雷达系统的设计及激光雷达反演的方法。会对激光雷达量度的消光系数与大气监测的可悬浮粒子浓度之间的相关性进行考证。
米散射 大气激光雷达 大气消光系数 气溶胶 Mie scattering lidar atmospheric extinction coefficient aerosol
1 四川大学物理系,成都,610064
2 青岛农业大学理学院,青岛,266109
3 中国气象局成都高原气象研究所,成都,610071
基于Mie散射大气激光雷达,对成都地区大气边界层结构随时间变化的特性进行了研究.首先,应用Klett算法对大气激光雷达回波信号进行了反演,得到大气消光系数和后向散射系数.然后,通过对大气后向散射系数曲线进行拟合得到大气边界层混合层高度以及卷夹层厚度等特征参量.基于实测数据对成都地区大气回波信号进行了反演,结果表明,成都地区大气边界层混合层高度较低,卷夹层厚度较薄,且随时间变化的趋势较缓慢,这与成都地区特殊的地理状况有关.
大气光学 Mie散射 大气激光雷达 大气边界层 大气后向散射系数
基于Mie散射激光雷达，对成都地区大气边界层结构随时间的变化特性进行了研究。利用Mie散射激光雷达测量大气回波信号，由改进的Klett算法反演获得大气后向散射系数，应用误差函数拟合法并参照位温廓线获得并分析了成都地区大气边界层高度以及卷夹层厚度等特性。
Mie散射 激光雷达 大气边界层 成都 Mie scattering lidar atmospheric boundary layer Chengdu 大气与环境光学学报
2007, 2(5): 0340
1 香港城市大学物理及材料科学系,香港,九龙
2 四川大学物理系,成都,610064
3 夏门大学物理系,夏门,361005
用太阳光谱法测量得到了中国新疆(38.4°-48.7°N,75.0°-89.5°E)地区以及其它一些大城市如北京(39.99°N,116.30°E)、成都(30.63°N,104.09°E)、厦门(24.44°N,118.10°E)和香港(22.34°N,114.17°E)的NO2柱体密度.新疆NO2的垂直柱体密度介于7.5×1015(卡拉库勒湖,38.44°N,75.05°E)和1.41×1017 molecules/cm2(乌鲁木齐,43.81°E,87.60°E)之间.北京、成都、香港和厦门的NO2垂直柱体密度分别为8.50×1016、7.42×1016、5.62×1016和4.92×1016 molecules/cm2.将新疆NO2污染程度与中国其它几个主要城市进行对比,可为反映中国西部地区工业快速发展提供参照.
差分光学吸收光谱 新疆 氮氧化物 differential optical absorption spectroscopy Xinjiang nitrogen dioxide
1 四川大学,物理系,成都,610064
2 香港城市大学,物理及材料科学系,香港
报道了应用Mie散射激光雷达探测云层的实验.利用改进的Klett反演算法对所测雷达回波信号反演获得大气消光系数分布,进一步求出云层高度、厚度及光学厚度.研究了云底高度和云层厚度在不同天气下的变化情况.获得了成都地区云层的一些重要信息,并对所得结果进行了分析讨论.
Mie散射 大气激光雷达 消光系数 云 光学厚度
1 四川大学物理系，四川 成都 610064
2 香港城市大学物理及材料科学系，香港
使用Mie散射激光雷达在阴、雾和晴三种天气状况下采集了大气回波信号，从所测数据反演气溶胶消光系数的过程中发现，气溶胶后向散射消光对数比对反演结果存在较大影响。在阴天天气下，当后向散射消光对数比从0．7变化到1．0时，气溶胶消光系数反演结果相差近5倍；对晴天天气，反演结果相差近3倍；而在有雾天气，其反演结果变化不大。通过参考大气能见度因子对消光系数进行修正，并从而获得对应的后向散射消光对数比，给出了一种根据天气状况确定气溶胶后向散射消光对数比的新方法。实际反演计算表明，用此方法可获得与实际更为接近的气溶胶消光系数。
大气光学 激光雷达 气溶胶消光系数 后向散射消光对数比 大气能见度 atmospheric optics lidar aerosol extinction coefficient logarithmic ratio of aerosol backscatter-to-extinc atmospheric visibility
1 四川大学物理系,成都,610064
2 香港城市大学物理及材料科学系
基于Mie散射大气激光雷达,应用Klett算法对回波信号进行了反演,得到大气消光系数和后向散射系数.然后,通过对大气后向散射系数曲线进行拟合得到大气边界层混合层高度以及卷夹层厚度等特征参数.对比雷达实测数据与探空气球所测数据,证明二者存在较好相关性.基于实测数据讨论了四川盆地大气边界层特性对气候的影响.
Mie散射 大气激光雷达 大气边界层 大气后向散射系数
1 四川大学物理系, 成都 610064
2 香港城市大学物理及材料科学系, 香港
报道了一种修正米氏散射激光雷达近场回波信号的新方法，首先对近场区实测回波信号距离校正函数进行二次曲线拟合，获得拟合曲线与实测曲线的差分信号；然后对远场距离校正函数作直线拟合，在大气近似均匀假定下，获得近场回波信号距离校正函数直线斜率；最后将近场差分信号叠加在该直线上，获得修正后的近场回波信号距离校正函数曲线。用此方法对米氏散射激光雷达近场回波信号的实际计算证明，该方法可获得与实际更为接近的反演结果。
大气光学 近场回波信号修正 距离校正函数 曲线拟合
